Ingenieria inversa
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Gisweb - Reingeniería para la implementación de un Web Feature Service Capítulo 4 – Ingeniería Inversa 40 Capítulo 4 Ingeniería Inversa [4. Ingeniería Inversa] “El análisis de un sistema para identificar sus componentes actuales y las dependencias que existen entre ellos, para extraer y crear abstracciones de dicho sistema e información de su diseño” [Chifofsky, 1990]. “El proceso de analizar el código, documentación y comportamiento de un sistema para identificar sus componentes actuales y sus dependencias para extraer y crear una abstracción del sistema e información de diseño. El sistema en estudio no es alterado, sino que se produce conocimiento adicional acerca del sistema” [SEI, 2004]. En este capítulo se trata el proceso de ingeniería inversa, sus variantes, y la realización de la misma sobre la implementación particular de un WFS desarrollado por una iniciativa privada para obtener una abstracción que nos permita generar la documentación necesaria para hacer una implementación propia de ese servicio. Como se mencionó en los alcances y limitaciones de esta tesis, el proceso de ingeniería inversa es muy amplio y debido al tiempo para desarrollar esta tesis, toda la información descrita en la sección 4.2 es para comprender el proceso, más no se realizaron todas las etapas del mismo. La sección 4.3 contiene el trabajo realizado de ingeniería inversa sobre la implementación particular del WFS que se estudió. 4.1 Ingeniería Inversa, un proceso de reingeniería La ingeniería inversa tiene la misión de desentrañar los misterios y secretos de los sistemas en uso. Consiste principalmente en recuperar el diseño de una aplicación a partir del código.
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Gisweb - Reingeniería para la implementación de un Web Feature Service
Capítulo 4 – Ingeniería Inversa 40
Capítulo 4 Ingeniería Inversa
[4. Ingeniería Inversa]
“El análisis de un sistema para identificar sus componentes actuales y las
dependencias que existen entre ellos, para extraer y crear abstracciones de dicho
sistema e información de su diseño” [Chifofsky, 1990].
“El proceso de analizar el código, documentación y comportamiento de un sistema
para identificar sus componentes actuales y sus dependencias para extraer y crear
una abstracción del sistema e información de diseño. El sistema en estudio no es
alterado, sino que se produce conocimiento adicional acerca del sistema” [SEI,
2004].
En este capítulo se trata el proceso de ingeniería inversa, sus variantes, y la
realización de la misma sobre la implementación particular de un WFS desarrollado
por una iniciativa privada para obtener una abstracción que nos permita generar la
documentación necesaria para hacer una implementación propia de ese servicio.
Como se mencionó en los alcances y limitaciones de esta tesis, el proceso de
ingeniería inversa es muy amplio y debido al tiempo para desarrollar esta tesis, toda
la información descrita en la sección 4.2 es para comprender el proceso, más no se
realizaron todas las etapas del mismo. La sección 4.3 contiene el trabajo realizado de
ingeniería inversa sobre la implementación particular del WFS que se estudió.
4.1 Ingeniería Inversa, un proceso de reingeniería
La ingeniería inversa tiene la misión de desentrañar los misterios y secretos de los
sistemas en uso. Consiste principalmente en recuperar el diseño de una aplicación a
partir del código.
Gisweb - Reingeniería para la implementación de un Web Feature Service
Capítulo 4 – Ingeniería Inversa 41
Esto se realiza principalmente mediante herramientas que extraen información de los
datos, procedimientos y arquitectura del sistema existente.
Es aplicable a sistemas con las siguientes características:
• Documentación inexistente o totalmente obsoleta.
• Programación en bloque de códigos muy grandes y/o sin estructurar.
• Inexistencia de documentación interna en los programas, o bien ésta es
incomprensible o está desfasada.
• La aplicación cubre gran parte de los requisitos y del rendimiento esperado.
• La aplicación está sujeta a cambios frecuentes, que pueden afectar a parte
del diseño.
• Se prevé que la aplicación pueda tener aún larga vida.
La ingeniería inversa puede extraer información de diseño del código fuente, pero el
nivel de abstracción, la completitud de la documentación, el grado con el cual
trabajan al mismo tiempo las herramientas y el analista humano, y la direccionalidad
del proceso son sumamente variables [Cass, 1988].
4.1.1 Nivel de abstracción
El nivel de abstracción de un proceso de ingeniería inversa y las herramientas que se
utilizan para realizarlo aluden a la sofisticación de la información de diseño que se
puede extraer del código fuente. El nivel de abstracción ideal deberá ser lo más alto
posible, es decir, el proceso de ingeniería inversa debe ser capaz de derivar:
• Sus representaciones de diseño de procedimiento (con un bajo nivel de
abstracción).
• La información de las estructuras de datos y de programas (un nivel de
abstracción ligeramente más elevado).
• Modelos de flujo de datos y de control (un nivel de abstracción relativamente
alto)
• Modelos de entidades y de relaciones (un elevado nivel de abstracción).
Gisweb - Reingeniería para la implementación de un Web Feature Service
Capítulo 4 – Ingeniería Inversa 42
A medida que crece el nivel de abstracción se proporciona al ingeniero de software
información que le permitirá comprender más fácilmente estos programas
[Pressman, 2003].
4.1.2 Completitud
La completitud de un proceso de ingeniería inversa alude al nivel de detalle que se
proporciona en un determinado nivel de abstracción. En la mayoría de los casos, la
completitud decrece a medida que aumenta el nivel de abstracción. Por ejemplo,
dado un listado del código fuente, es relativamente sencillo desarrollar una
representación de diseño de procedimientos completa. También se pueden derivar
representaciones sencillas del flujo de datos, pero es mucho más difícil desarrollar un
conjunto completo de diagramas de flujo de datos o un diagrama de transición de
datos.
La completitud mejora en proporción directa a la cantidad de análisis efectuado por
la persona que está efectuando la ingeniería inversa [Pressman, 2003].
4.1.3 Interactividad
La interactividad alude al grado con el cual el ser humano se “integra” con las
herramientas automatizadas para crear un proceso de ingeniería inversa efectivo. En
la mayoría de los casos, a medida que crece el nivel de abstracción, la interactividad
deberá incrementarse, o si no la completitud se verá reducida [Pressman, 2003].
4.1.4 Direccionalidad
Si la direccionalidad del proceso de ingeniería inversa es monodireccional, toda la
información extraída del código fuente se proporcionará a la ingeniería del software
que podrá entonces utilizarla durante la actividad de mantenimiento. Si la
direccionalidad es bidireccional, entonces la información se suministrará a una
Gisweb - Reingeniería para la implementación de un Web Feature Service
Capítulo 4 – Ingeniería Inversa 43
herramienta de reingeniería que intentará reestructurar o regenerar el viejo
programa [Pressman, 2003].
4.1.5 El proceso de ingeniería inversa
El proceso de ingeniería se representa en la figura 4.1. Antes de que puedan
comenzar las actividades de ingeniería inversa, el código fuente no estructurado
(“sucio”) se reestructura para que solamente contenga construcciones de
programación estructurada1. Esto hace que el código fuente sea más fácil de leer, y
es lo que proporciona la base para todas las actividades subsiguiente de ingeniería
inversa.
Figura 4.1 – El proceso de ingeniería inversa
1 El código se puede reestructurar automáticamente empleando un “motor de reestructuración”, es decir, una herramienta CASE que reestructura el código fuente.
Gisweb - Reingeniería para la implementación de un Web Feature Service
Capítulo 4 – Ingeniería Inversa 44
El núcleo de la ingeniería inversa es una actividad denominada extracción de
abstracciones. El ingeniero tiene que evaluar el viejo programa y a partir del código
fuente (que no suele estar documentado) tiene que extraer una especificación
significativa del procesamiento que se realizará, la interfaz de usuario que se aplica y
las estructuras de datos de programa o de base de datos que se utiliza [Pressman,
2003].
Para el caso específico de esta tesis, se analizó y se llevo a cabo la abstracción para
comprender el procesamiento, por lo tanto, solo trataremos esa parte del proceso
de ingeniería inversa del software.
4.1.5.1 Ingeniería inversa para comprender el procesamiento
La primera actividad real de la ingeniería inversa comienza con un intento de
comprender y extraer después abstracciones de procedimientos representadas por el
código fuente. Para comprender las abstracciones de procedimientos, se analiza el
código en distintos niveles de abstracción: sistema, programa, componente,
configuración y sentencia.
La funcionalidad general de todo el sistema de aplicaciones deberá ser algo
perfectamente comprendido antes de que tenga lugar un trabajo de ingeniería
inversa más detallado. Esto es lo que establece un contexto para un análisis
posterior, y se proporciona ideas generales acerca de los problemas de
interoperabilidad entre aplicaciones dentro del sistema. Cada uno de los programas
de que consta el sistema de aplicaciones representará una abstracción funcional con
un elevado nivel de detalle. También se creará un diagrama de bloques como
representación de la iteración entre estas abstracciones funcionales. Cada uno de los
componentes efectúa una sub-función, y representa una abstracción definida de
procedimientos. En cada componente se crea una narrativa de procesamiento. En
algunas situaciones ya existen especificaciones de sistema, programa y componente.
Gisweb - Reingeniería para la implementación de un Web Feature Service
Capítulo 4 – Ingeniería Inversa 45
Cuando ocurre tal cosa, se revisan las especificaciones para evaluar si se ajustan al
código existente2.
Todo se complica cuando se considera el código que reside en el interior del
componente. El ingeniero busca las secciones de código que representan las
configuraciones genéricas de procedimientos. En casi todos los componentes, existe
una sección de código que prepara los datos para su procesamiento (dentro del
componente), una sección diferente de código que efectúa el procesamiento y otra
sección de código que prepara los resultados del procesamiento para exportarlos de
ese componente. En el interior de cada una de estas secciones, se encuentran
configuraciones más pequeñas.
Por ejemplo, suele producirse una verificación de los datos y una comprobación de
los límites dentro de la sección de código que prepara los datos para su
procesamiento.
Para los sistemas grandes, la ingeniería inversa suele efectuarse mediante el uso de
un enfoque semi-automatizado. Las herramientas CASE se utilizan para “analizar” la
semántica del código existente. La salida de este proceso se pasa entonces a unas
herramientas de reestructuración y de ingeniería directa que completarán el proceso
de reingeniería [Pressman, 2003].
4.1.6 Reestructuración
“La transformación desde una forma de representación a otra en el mismo nivel de
abstracción, preservando las características externas del sistema (funcionalidad y
semántica)”. [Chifofsky, 1990]
La reestructuración del software modifica el código fuente y/o los datos en un intento
de adecuarlo a futuros cambios. En general, la reestructuración no modifica la
arquitectura global del programa. Tiene a centrarse en los detalles de diseño de
módulos individuales y en estructuras de datos locales definidas dentro de los
2 Con frecuencia, las especificaciones escritas en fases centradas de la historia del programa no llegan a actualizarse nunca. A medida que se hacen cambios, el código deja de satisfacer esas especificaciones.
Gisweb - Reingeniería para la implementación de un Web Feature Service
Capítulo 4 – Ingeniería Inversa 46
módulos. Si el esfuerzo de la reestructuración se extiende más allá de los límites de
los módulos y abarca la arquitectura del software, la reestructuración pasa a ser
ingeniería directa (forward engineering) [Pressman, 2003].
Arnold [Arnold, 1989] define un cierto número de beneficios que se pueden lograr
cuando se reestructura el software:
• Programas de mayor calidad – con mejor documentación y menos
complejidad, y ajustados a las prácticas y estándares de la ingeniería del
software moderna.
• Reduce la frustración entre ingenieros del software que deban trabajar con el
programa, mejorando por tanto la productividad y haciendo más sencillo el
aprendizaje.
• Reduce el esfuerzo requerido para llevar a cabo las actividades de
mantenimiento.
• Hace que el software sea más sencillo de comprobar y de depurar.
La reestructuración se produce cuando la arquitectura básica de la aplicación es
sólida, aun cuando sus interioridades técnicas necesiten un retoque. Comienza
cuando existen partes considerables del software que son útiles todavía, y solamente
existe un subconjunto de todos los módulos y datos que requieren una extensa
modificación3 [Pressman, 2003].
4.1.7 Redocumentación
La redocumentación es también una forma de ingeniería inversa. Es el proceso
mediante el que se produce documentación retroactivamente desde un sistema
existente. Si la redocumentación toma la forma de modificación de comentarios en el
código fuente, puede ser considerada una forma suave de reestructuración. Sin
embargo, puede ser considerada como una sub-área de la ingeniería inversa porque
la documentación reconstruida es usada para ayudar al conocimiento del programa.
Se piensa en ella como una transformación desde el código fuente a pseudocódigo
3 En algunas ocasiones, resulta difícil distinguir entre una reestructuración extensa y un nuevo desarrollo. Ambos son casos de reingeniería.
Gisweb - Reingeniería para la implementación de un Web Feature Service
Capítulo 4 – Ingeniería Inversa 47
y/o prosa, esta última considerada como más alto nivel de abstracción que la
primera.
Aunque la aparición de multitud de herramientas facilita las labores de la ingeniería
inversa, es la labor humana (humanware) la decisiva a la hora de completar el
estudio del sistema [Tilley, 1995].
4.2 Caso particular: WFS Geoserver
El proyecto Geoserver v. 1.1.1 [Geoserver, 2004] consiste en la implementación de
un WFS basado en la especificación de OpenGIS [WFS, 2002]. Es gratuito y está
disponible bajo la licencia GPL 2.0 en la dirección:
http://sourceforge.net/project/showfiles.php?group_id=25086
Esta implementación se mostró bastante robusta cuando se probó, y haciendo uso de
la licencia GPL se decidió que encajaba como solución al problema propuesto. Al
estudiarlo más a fondo, descubrimos que carecía de información del sistema, incluso
el código tenía una documentación muy escasa, casi nula. Dadas estas circunstancias
se decidió realizar un proceso de ingeniería inversa con la cual, mediante
abstracciones a partir del código fuente, se pudiera obtener información importante
acerca de la implementación, como diseño de implementación, diagramas, paquetes
y demás información que sea necesaria para el desarrollador en caso de querer
modificar en un futuro la aplicación.
Se entabló comunicación con una de las personas encargadas del proyecto Geoserver
y se le comentó la idea de tener una implementación propia de la que desarrollaron
ellos. El se mostró interesado, pues al ser aún un proyecto, cualquier tipo de
retroalimentación que se les proporcionará sería de gran ayuda. Una de los
principales intereses fue la idea de implementar el sistema sobre una arquitectura no
probada, como la que tenemos en la UDLA-P. Con esto se logra, no sólo tener una
solución robusta a los problemas planteados con esta tesis, sino que además
participamos en el desarrollo del proyecto Geoserver.
Gisweb - Reingeniería para la implementación de un Web Feature Service
Capítulo 4 – Ingeniería Inversa 48
En la actualidad no hay un documento que exija o que evalúe cuales son los pasos
para una ingeniería inversa satisfactoria. Así que a continuación se propone una
metodología que sirva como pautas para orientar en el proceso de ingeniería inversa
a quien así lo desee.
4.2.1 Metodología
Debido a que no hay un documento que especifique como es exactamente un
proceso de ingeniería inversa, cada ingeniero de software que desea realizar un
proceso de este tipo propone su propia metodología. El instituto de ingeniería de
software propone un marco de trabajo para llevar a cabo un proceso de ingeniería
inversa [SEI, 2004]. Tomando en cuenta este documento y con la ayuda de un
experto en la materia se propuso la metodología de la figura 4.2 [fuente propia] para
realizar un proceso de ingeniería inversa. Principalmente lo que incluye la
metodología propuesta es:
1. Definición y delimitación del componente de software
2. Recolección de funcionalidades existente
a. Documentación de Casos de Uso
3. Generación automática de diagramas de clase y de paquete mediante una
herramienta semi-autimatizada CASE
a. Diagramas de clase
b. Diagramas de paquete
4. Análisis de código y relación entre paquetes
5. Mapeo de requerimientos a paquetes y de ser posible a clases
Gisweb - Reingeniería para la implementación de un Web Feature Service
Capítulo 4 – Ingeniería Inversa 49
Figura 4.2 – Metodología propuesta para el proceso de ingeniería inversa
4.2.1.1 Definición y delimitación
Esta es la primera etapa del proceso de ingeniería inversa y es la que comprende la
selección y evaluación del o de los componentes a los que se les aplicará el proceso
de ingeniería inversa. Geoserver fue escogido primeramente por ser una
implementación pública que cumple con los requisitos que se necesitan para nuestra
solución. Algunos de estos requisitos es que está hecho en Java, es OpenSource,
cumple con la especificación que rige las implementaciones WFS, maneja peticiones
por HTTP GET y HTTP POST.
4.2.1.2 Casos de Uso
Para el proceso de recolección de funcionalidades existentes se desarrollaron los
casos de uso de las tres operaciones que soporta el WFS. La figura 4.3 muestra el
Gisweb - Reingeniería para la implementación de un Web Feature Service
Capítulo 4 – Ingeniería Inversa 50
diagrama de caso de uso que incluye a estas tres operaciones y después están los
casos de uso de cada operación.
Figura 4.3 – Diagrama de caso de uso de las tres operaciones soportadas por el WFS
Gisweb - Reingeniería para la implementación de un Web Feature Service
Capítulo 4 – Ingeniería Inversa 51
Reingeniería para la implementación de un WFS Use-Case: Operación GetCapabilities
Versión 1.0
Historia de revisiones Fecha Versión Descripción Autor
12/04/04 Draft_a Operación GetCapabilities Abraham A. López Ameneyro
14/04/04 Draft_b Correcciones Abraham A. López Ameneyro
15/04/04 1.0 Versión final Abraham A. López Ameneyro
Use-Case: Operación GetCapabilities
1 Propósito
El propósito de este caso de uso es explicar de manera textual y posteriormente gráfica, el uso de la operación GetCapabilities.
1.1 Alcance
Este caso de uso es la descripción de una de las tres operaciones que soporta el servicio WFS, por lo tanto guarda una relación con la descripción de las restantes dos operaciones (GetFeature y DescribeFeatureType).
1.2 Definiciones, Acrónimos y Abreviaciones
• WFS – Web Feature Service
• OGC – OpenGIS Consortium
• GML – Geography Markup Language
• XML – eXtensible Markup Language
• CQL – Common Query Language
• Feature – Abstracción de un evento del mundo real, y que se define como un conjunto de propiedades, puede ser pensado como una tupla {nombre, tipo, valor}
• Interface – Conjunto de operaciones que caracterizan el comportamiento de una entidad
Gisweb - Reingeniería para la implementación de un Web Feature Service
Capítulo 4 – Ingeniería Inversa 52
• Aplicación cliente - Una aplicación cliente será cualquier aplicación que pueda conectarse al servidor WFS y hacer peticiones ya sea por HTTP GET o HTTP POST. Por ejemplo: thin clients, FME, ArcView, incluso otro WFS.
1.3 Referencias
• OpenGIS Web Feature Service Implementation Specification
http://www.opengis.org/docs/02-058.pdf
• OpenGIS Filter Encoding Implementation Specification
http://www.opengis.org/docs/02-059.pdf
• OpenGIS Catalogue Interface Implementation Specification
http://www.opengis.org/docs/02-087r3.pdf
2. Operación GetCapabilities
2.1 Descripción Breve
Esta operación se encarga de presentar al usuario un documento, el cual describe todas las capacidades (operaciones y features) del servicio WFS.
3. Flujo de eventos
3.1 Flujo básico
3.1.1 <GetCapabilities>
El caso de uso inicia cuando una aplicación cliente solicita (E1) el documento que describe las capacidades del servicio. El servidor recibe la petición, genera el documento de capacidades el cual debe estar definido y validado contra el esquema A.5 del apéndice del documento OpenGIS Web Feature Service Implementation Specification [WFS, 2002], y lo envía a la aplicación cliente para su visualización, con esto termina este caso de uso.
3.2 Flujos alternativos
3.2.1 <GetCapabilities Exception>
(E1) La aplicación cliente puede formar mal la petición para el documento de capacidades, a lo que el servidor debe responder con una excepción de servicio.
4. Categoría
Core
5. Requerimientos especiales
• La interface debe estar definida en XML y se define con respecto al esquema A.3 del documento OpenGIS Web Feature Service Implementation Specification [WFS, 2002]
• Las bases de datos deben ser opacas a la aplicación cliente
• La solicitud debe definirse en XML y ser derivada de CQL
• Se debe usar esquemas XML (SCHEMAS) que son documentos GML válidos, para la descripción del servicio
Gisweb - Reingeniería para la implementación de un Web Feature Service
Capítulo 4 – Ingeniería Inversa 53
Reingeniería para la implementación de un WFS Use-Case: Operación DescribeFeatureType
Versión 1.0
Historia de revisiones
Fecha Versión Descripción Autor
12/04/04 Draft_a Operación DescribeFeatureType Abraham A. López Ameneyro
15/04/04 Draft_b Correcciones Abraham A. López Ameneyro
16/04/04 1.0 Versión final Abraham A. López Ameneyro
Use-Case: Operación DescribeFeatureType 1. Propósito
El propósito de este caso de uso es explicar de manera textual y posteriormente gráfica, el uso de la operación DescribeFeatureType.
1.1 Alcance
Este caso de uso es la descripción de una de las tres operaciones que soporta el servicio WFS, por lo tanto guarda una relación con la descripción de las restantes dos operaciones (GetFeature y GetCapabilities).
1.2 Definiciones, Acrónimos y Abreviaciones
• WFS – Web Feature Service
• OGC – OpenGIS Consortium
• GML – Geography Markup Language
• XML – eXtensible Markup Language
• CQL – Common Query Language
• Feature – Abstracción de un evento del mundo real, y que se define como un conjunto de propiedades, puede ser pensado como una tupla {nombre, tipo, valor}
• Interface – Conjunto de operaciones que caracterizan el comportamiento de una entidad
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Capítulo 4 – Ingeniería Inversa 54
• Aplicación cliente - Una aplicación cliente será cualquier aplicación que pueda conectarse al servidor WFS y hacer peticiones ya sea por HTTP GET o HTTP POST. Por ejemplo: thin clients, FME, ArcView, incluso otro WFS.
1.3 Referencias
• OpenGIS Web Feature Service Implementation Specification
http://www.opengis.org/docs/02-058.pdf
• OpenGIS Filter Encoding Implementation Specification
http://www.opengis.org/docs/02-059.pdf
• OpenGIS Catalogue Interface Implementation Specification
http://www.opengis.org/docs/02-087r3.pdf
2. Operación DescribeFeatureType
2.1 Descripción breve
Esta operación se encarga de presentar al usuario un documento en el cual describe como el servicio WFS espera que se codifiquen los features en las consultas, y como será la salida generada por el servicio WFS.
3. Flujo de eventos
3.1 Flujo básico
3.1.1 <DescribeFeatureType>
El caso de uso inicia cuando una aplicación cliente solicita (E1) el documento que describe como se codificarán los features tanto en la entrada como en la salida. El servidor recibe la petición y genera el esquema que describe como se encuentra estructurado el feature solicitado el cual es un GML válido. Finalmente lo envía a la aplicación cliente y con esto termina este caso de uso.
3.2 Flujos alternativos
3.2.1 <DescribeFeatureType Exception>
(E1) La aplicación cliente puede formar mal la petición del documento de descripción de features, a lo que el servidor debe responder con una excepción de servicio.
4. Categoría
Core
5. Requerimientos especiales
• La interface debe estar definida en XML y se define con respecto al esquema A.3 del documento OpenGIS Web Feature Service Implementation Specification [WFS, 2002]
• La solicitud debe definirse en XML y ser derivada de CQL
• Se deben usar esquemas XML (SCHEMAS) que son documentos GML válidos, para la descripción de los features
Gisweb - Reingeniería para la implementación de un Web Feature Service
Capítulo 4 – Ingeniería Inversa 55
Reingeniería para la implementación de un WFS
Use-Case: Operación GetFeature
Versión 1.0
Historia de revisiones Fecha Versión Descripción Autor
12/04/04 Draft_a Operación GetFeature Abraham A. López Ameneyro
15/04/04 Draft_b Correcciones Abraham A. López Ameneyro
15/04/04 1.0 Versión final Abraham A. López Ameneyro
Use-Case: Operación GetFeature
1. Propósito
El propósito de este caso de uso es explicar de manera textual y posteriormente gráfica, el uso de la operación GetFeature.
1.1 Alcance
Este caso de uso es la descripción de una de las tres operaciones que soporta el servicio WFS, por lo tanto guarda una relación con la descripción de las restantes dos operaciones (GetCapabilities y DescribeFeatureType).
1.2 Definiciones, Acrónimos y Abreviaciones
• WFS – Web Feature Service
• OGC – OpenGIS Consortium
• GML – Geography Markup Language
• CQL – Common Query Language
• XML – eXtensible Markup Language
• Feature – Abstracción de un evento del mundo real, y que se define como un conjunto de propiedades, puede ser pensado como una tupla {nombre, tipo, valor}
• Interface – Conjunto de operaciones que caracterizan el comportamiento de una entidad
• Aplicación cliente - Una aplicación cliente será cualquier aplicación que pueda conectarse al servidor WFS y hacer peticiones ya sea por HTTP GET o HTTP POST. Por ejemplo: thin clients, FME, ArcView, incluso otro WFS.
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Capítulo 4 – Ingeniería Inversa 56
1.3 Referencias
• OpenGIS Web Feature Service Implementation Specification
http://www.opengis.org/docs/02-058.pdf
• OpenGIS Filter Encoding Implementation Specification
http://www.opengis.org/docs/02-059.pdf
• OpenGIS Catalogue Interface Implementation Specification
http://www.opengis.org/docs/02-087r3.pdf
2. Operación GetFeature
2.1 Descripción breve
Esta operación se encarga de hacer la consulta y recuperación de los features disponibles del servicio WFS.
3. Flujo de eventos
3.1 Flujo básico
3.1.1 <GetFeature> El caso de uso inicia cuando una aplicación cliente genera una consulta (E1) y la envía al servidor. El servidor recibe la petición, la interpreta y la resuelve, generando un documento con el resultado de la consulta el cual es un GML válido y debe también ser válido contra el esquema generado por la operación DescribeFeatureType. Finalmente se envía a la aplicación cliente. Con esto termina este caso de uso
3.2 Flujos alternativos
3.2.1 <GetFeature Exception>
(E1) La aplicación cliente puede formar mal la consulta, a lo que el servidor debe responder con una excepción de servicio.
4. Categoría
Core
5. Requerimientos especiales
• La interface debe estar definida en XML y se define con respecto al esquema A.3 del documento OpenGIS Web Feature Service Implementation Specification [WFS, 2002]
• La consulta o filtro debe definirse en XML y ser derivada de CQL
• Se debe usar GML para expresar los features dentro de la interface
Gisweb - Reingeniería para la implementación de un Web Feature Service
Capítulo 4 – Ingeniería Inversa 57
4.2.1.3 Generación automática de diagramas de clase
Esta parte del proceso de ingeniería inversa comprende la generación de los
diagramas de clase y/o de paquetes usando una herramienta CASE semi-
automatizada, como por ejemplo JBuilder 9.0, Enterprise Architect o Rational Rose.
En nuestro proceso de ingeniería inversa utilizamos JBuilder para generar los
diagramas de clase. Debido al gran número de diagramas generados, sólo se
muestra uno representativo en este documento, sin embargo todos están disponibles
en línea en este mismo proyecto Gisweb. La figura 4.4 es un ejemplo de diagrama de
clase generado por una herramienta CASE semi-automatizada, en este caso JBuilder.
Este describe la clase WFService del paquete org.vfny.geoserver.servlets y muestra
sus relaciones de dependencia y extensiones. Más detalladamente muestra que
hereda de la clase AbstractService y que depende de las clases ExceptionHandler y
WfsExceptionHandler. Esta clase es muy importante, el paquete
org.geoserver.servlets.wfs que contiene los servlets principales de este servicio,
hereda de esta clase.
Figura 4.4 – Ejemplo de diagrama de clase
Gisweb - Reingeniería para la implementación de un Web Feature Service
Capítulo 4 – Ingeniería Inversa 58
4.2.1.4 Análisis del sistema
Esta parte del proceso de ingeniería inversa consiste en el estudio por parte del
analista para descubrir con ayuda de la información obtenida hasta el momento el
funcionamiento del sistema, pero a un nivel más detallado. Este es tal vez la parte
de la metodología más pesada porque entra la pericia del analista para descubrir
como funciona el sistema a partir de la poca o nula información que posee. Para
ayudarnos y seguir contribuyendo a la documentación de esta implementación en el
proceso de análisis se desarrollaron los siguientes diagramas de secuencia.
El primer diagrama de secuencia mostrado en la figura 4.5 pertenece al caso de uso
de la operación GetCapabilities y es la comunicación de mensajes a alto nivel para
responder la petición hecha por la aplicación cliente. El diagrama de la figura 4.6
pertenece al caso de uso de la operación DescribeFeatureType y al igual que la figura
anterior, es el proceso de comunicación de mensajes entre clases para responder
una petición hecha por la aplicación cliente. Finalmente el diagrama mostrado en la
figura 4.7 pertenece al caso de uso de la operación GetFeature y describe el mismo
proceso que las dos anteriores.
Figura 4.5 Diagrama de secuencia: GetCapabilities
Gisweb - Reingeniería para la implementación de un Web Feature Service
Capítulo 4 – Ingeniería Inversa 59
Figura 4.6 Diagrama de secuencia: DescribeFeatureType
Figura 4.7 Diagrama de secuencia: GetFeature
Gisweb - Reingeniería para la implementación de un Web Feature Service
Capítulo 4 – Ingeniería Inversa 60
4.2.1.5 Mapeo de requerimientos a paquetes
Esta parte del proceso es una aportación importante a la documentación de un
software o componente pues facilita mucho identificar que ocurre cuando deseamos
modificar una parte del código. Consiste en una tabla donde se ponen los
requerimientos del sistema, los casos de uso involucrados, y las clases o paquetes
afectados y establece la relación entre todos estos elementos de la tabla. Una vez
que se tenga la tabla (la cual puede llegar al nivel de detalle que se necesite) si en
un futuro se quiere modificar parte del código la tabla indique que casos de uso se
verán afectados y por consiguiente que requerimientos también estarán
involucrados. Esto es de gran ayuda en sistemas grandes porque no tenemos que
esperar a las pruebas de regresión para descubrir que fue lo que se alteró. La tabla
4.1 muestra el mapeo de requerimientos a paquetes y clases de Gisweb pero de alto
nivel, por lo tanto es de los requerimientos funcionales básicos y algunos especiales
(estos requerimientos se encuentran en la sección 4.3.1.2 de este documento de
tesis). En el siguiente capítulo se implementa este código en una Webapp para
poder tenerlo en línea con toda la información pertinente.
Gisweb - Reingeniería para la implementación de un Web Feature Service
Capítulo 4 – Ingeniería Inversa 61
Requerimientos Caso de uso Clases
Medio por el cual el WFS proporciona al cliente la
opción de preguntar como se estructura y cuales son las características de un
feature DescribeFeatureType
org.vfny.geoserver.requests.wfs.DescribeHandler org.vfny.geoserver.requests.readers.wfs.DescribeXmlReader
org.vfny.geoserver.requests.wfs.DescribeRequest org.vfny.geoserver.servlets.AbstractService
org.vfny.geoserver.responses.wfs.DescribeResponse org.vfny.geoserver.config.CatalogConfig
org.geotools.gml.producer.FeatureTypeTransformer$FeatureTypeTranslator Medio por el cual el WFS proporciona al cliente la
opción de preguntar por sus propias capacidades,
fearures y operaciones disponibles sobre cada
feature. GetCapabilities
org.vfny.geoserver.servlets.AbstractService org.vfny.geoserver.requests.CapabilitiesHandler
org.vfny.geoserver.requests.readers.wfs.CapabilitiesXmlReader
Medio por el cual el WFS proporciona al cliente la
opción de hacer consultas espaciales y decriptvas
sobre uno o más features GetFeature
org.geotools.filter.LogicSAXParser org.geotools.gml.GMLFilterGeometry
org.vfny.geoserver.requests.readers.wfs.GetFeatureXmlReader org.xml.sax.helpers.AttributesImpl org.geotools.filter.FilterFilter
org.vfny.geoserver.requests.wfs.FeatureHandler org.vfny.geoserver.servlets.AbstractService
org.vfny.geoserver.responses.wfs.FeatureResponse org.vfny.geoserver.config.CatalogConfig
org.vfny.geoserver.config.DataStoreConfig org.geotools.factory.FactoryFinder
org.geotools.gml.producer.FeatureTransformer$FeatureTranslator
Las interfaces deben estar definidas en XML
GetCapabilities DescribeFeatureType
GetFeature
org.vfny.geoserver.servlets.wfs.Capabilities org.vfny.geoserver.servlets.wfs.Describe org.vfny.geoserver.servlets.wfs.Feature
Usar GML para representar features GetFeature package org.geotools.feature
La petición debe hacerse en XML y ser derivada de CQL
GetCapabilities DescribeFeatureType
GetFeature
org.vfny.geoserver.requests.readers.wfs.DescribeXmlReader org.vfny.geoserver.requests.readers.wfs.CapabilitiesXmlReader org.vfny.geoserver.requests.readers.wfs.GetFeatureXmlReader
Bases de datos
GetCapabilities DescribeFeatureType
GetFeature org.vfny.geoserver.config.CatalogConfig
org.vfny.geoserver.config.DataStoreConfig
Tabla 4.1 - Mapeo de requerimientos y clases
Gisweb - Reingeniería para la implementación de un Web Feature Service
Capítulo 4 – Ingeniería Inversa 62
En este capítulo vimos el proceso de ingeniería inversa a la implementación pública de
Geoserver de su WFS y como obtuvimos los diagramas de diseño del funcionamiento
global del sistema. La ingeniería inversa aquí presentada fue muy general debido a la
complejidad del proyecto en cuestión, pero se puede hacer tan detallada como se
desee. Se puede repetir este ciclo a niveles cada vez más profundos hasta llegar al
análisis de líneas de código. La importancia de la ingeniería inversa es que con el
resultado de este proceso, es fácil entender el funcionamiento de un sistema, y saber
qué hacer y en dónde cuando ocurra un problema o simplemente cuando sea tiempo
de darle mantenimiento al sistema. Se propuso una metodología en base a
comentarios de un experto en el área que sirva de guía en futuros procesos de
ingeniería inversa. La figura 4.8 muestra que parte de este proyecto de tesis
representa este capítulo y el trabajo restante para completar nuestro sistema Gisweb.
En el siguiente capítulo se trata la implementación del WFS como webapp al integrarse
con una interfaz de usuario.
Figura 4.8 – Diagrama webapp Gisweb
WFS Clases
Interfaz de usuario
WFSResponse.class sw.jsp
Package org.geotools Package org.vfny.geoserver
